JPH0513753A - シヨツトキーバリア半導体装置 - Google Patents
シヨツトキーバリア半導体装置Info
- Publication number
- JPH0513753A JPH0513753A JP18542791A JP18542791A JPH0513753A JP H0513753 A JPH0513753 A JP H0513753A JP 18542791 A JP18542791 A JP 18542791A JP 18542791 A JP18542791 A JP 18542791A JP H0513753 A JPH0513753 A JP H0513753A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impurity concentration
- schottky barrier
- semiconductor substrate
- schottky
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小さな電力ロスで大きな順方向電流を流すこ
とができ、しかも、逆方向電流の遮断性も良好なショッ
トキーバリアダイオードを提供する。 【構成】 半導体基板２の上面に高不純物濃度の半導体
材料からなる突起部３を設ける。この高不純物濃度の突
起部３内の一部分に、空乏層の広がりを大きくするため
に低不純物濃度層４を設ける。突起部３の上面にはオー
ミック金属５を設け、オーミック金属５の上から突起部
３及びその周辺の領域にショットキー電極６を設け、半
導体基板２の下面にオーミック接触による対向電極７を
設ける。
とができ、しかも、逆方向電流の遮断性も良好なショッ
トキーバリアダイオードを提供する。 【構成】 半導体基板２の上面に高不純物濃度の半導体
材料からなる突起部３を設ける。この高不純物濃度の突
起部３内の一部分に、空乏層の広がりを大きくするため
に低不純物濃度層４を設ける。突起部３の上面にはオー
ミック金属５を設け、オーミック金属５の上から突起部
３及びその周辺の領域にショットキー電極６を設け、半
導体基板２の下面にオーミック接触による対向電極７を
設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ショットキーバリア半
導体装置に関する。具体的にいうと、本発明は、ショッ
トキーバリアダイオード等の半導体装置に関する。
導体装置に関する。具体的にいうと、本発明は、ショッ
トキーバリアダイオード等の半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来のショットキーバリアダイ
オードの構造を示す。このショットキーバリアダイオー
ド５１は、平板状をした半導体基板５２の上面全体にシ
ョットキー電極５３を設け、下面にオーミック金属から
なる対向電極５４を設けたものであり、ショットキー電
極５３の下面全体に空乏層が発生している。
オードの構造を示す。このショットキーバリアダイオー
ド５１は、平板状をした半導体基板５２の上面全体にシ
ョットキー電極５３を設け、下面にオーミック金属から
なる対向電極５４を設けたものであり、ショットキー電
極５３の下面全体に空乏層が発生している。
【０００３】このようなショットキーバリアダイオード
では、順方向に電圧を印加した時には、上部のショット
キー電極のビルトイン電圧を越えるまでは電流が流れ
ず、例えばＧａＡｓ基板を用いたショットキーバリアダ
イオードでは、ビルトイン電圧は約０．６Ｖで、必要な
電流を流すためには０．６Ｖ＋αの電圧が必要であっ
た。この０．６Ｖという電圧は実用上は電力ロスとして
働くため、０．９Ｖの電圧で動作するショットキーバリ
アダイオードの場合には２／３は電力ロスとなってい
た。
では、順方向に電圧を印加した時には、上部のショット
キー電極のビルトイン電圧を越えるまでは電流が流れ
ず、例えばＧａＡｓ基板を用いたショットキーバリアダ
イオードでは、ビルトイン電圧は約０．６Ｖで、必要な
電流を流すためには０．６Ｖ＋αの電圧が必要であっ
た。この０．６Ｖという電圧は実用上は電力ロスとして
働くため、０．９Ｖの電圧で動作するショットキーバリ
アダイオードの場合には２／３は電力ロスとなってい
た。
【０００４】図３は本発明の発明者による未公知の先行
技術（特願平３−１０５０３０号）に係るショットキー
バリアダイオードを示す断面図である。このショットキ
ーバリアダイオード６１は、半導体基板６２の上面に部
分的にオーミック金属６３を設け、さらにオーミック金
属６３を囲むようにオーミック金属６３の上から半導体
基板６２の上面にショットキー電極６４を設けてある。
なお、６５は空乏層である。しかして、順方向に電圧を
印加した時には、オーミック金属６３から対向電極６６
へ電流が流れるので、電力ロスが低減されて順方向電流
電圧特性が非常に向上する。
技術（特願平３−１０５０３０号）に係るショットキー
バリアダイオードを示す断面図である。このショットキ
ーバリアダイオード６１は、半導体基板６２の上面に部
分的にオーミック金属６３を設け、さらにオーミック金
属６３を囲むようにオーミック金属６３の上から半導体
基板６２の上面にショットキー電極６４を設けてある。
なお、６５は空乏層である。しかして、順方向に電圧を
印加した時には、オーミック金属６３から対向電極６６
へ電流が流れるので、電力ロスが低減されて順方向電流
電圧特性が非常に向上する。
【０００５】しかし、このような構造のショットキーダ
イオードでは、逆方向に電圧を印加した時には、ショッ
トキー電極の下面の空乏層が横方向へ広がり、オーミッ
ク金属と対向電極の間を遮断しようとするが、空乏層が
あまり横に延びないため、逆方向に電圧を印加した時に
対向電極とオーミック電極との間に流れる逆方向電流を
遮断しがたいという欠点があった。
イオードでは、逆方向に電圧を印加した時には、ショッ
トキー電極の下面の空乏層が横方向へ広がり、オーミッ
ク金属と対向電極の間を遮断しようとするが、空乏層が
あまり横に延びないため、逆方向に電圧を印加した時に
対向電極とオーミック電極との間に流れる逆方向電流を
遮断しがたいという欠点があった。
【０００６】図４は、本発明の発明者による未公知の先
行技術に係る別なショットキーバリアダイオードを示す
断面図である。このショットキーバリアダイオード７１
では、半導体基板７２の上面に半導体材料からなる突起
部７３を設け、突起部７３の上面にオーミック金属７４
を設け、オーミック金属７４の上から突起部７３及びそ
の周囲の領域にショットキー電極７５を設け、突起部７
３の両側面から空乏層７６が広がるようにしたものであ
る。
行技術に係る別なショットキーバリアダイオードを示す
断面図である。このショットキーバリアダイオード７１
では、半導体基板７２の上面に半導体材料からなる突起
部７３を設け、突起部７３の上面にオーミック金属７４
を設け、オーミック金属７４の上から突起部７３及びそ
の周囲の領域にショットキー電極７５を設け、突起部７
３の両側面から空乏層７６が広がるようにしたものであ
る。
【０００７】このような凸型構造によれば突起部内に空
乏層が広がるので、逆方向電流を遮断し易くなるが、一
方で、順方向電流電圧特性が劣化するという問題があっ
た。つまり、空乏層を広げ易くするためには、突起部の
不純物濃度を低くする必要があるが、突起部の不純物濃
度を低くすると、順方向に電流を流すためのキャリアが
減少するため順方向電流電圧特性が悪化してしまうから
である。
乏層が広がるので、逆方向電流を遮断し易くなるが、一
方で、順方向電流電圧特性が劣化するという問題があっ
た。つまり、空乏層を広げ易くするためには、突起部の
不純物濃度を低くする必要があるが、突起部の不純物濃
度を低くすると、順方向に電流を流すためのキャリアが
減少するため順方向電流電圧特性が悪化してしまうから
である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、ショットキーバリアダイオードの順方向電流電
圧特性を劣化させることなく、逆方向電流電圧特性を向
上させることにある。
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、ショットキーバリアダイオードの順方向電流電
圧特性を劣化させることなく、逆方向電流電圧特性を向
上させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のショットキーバ
リア半導体装置は、一部に低不純物濃度層を含む高不純
物濃度の半導体材料からなる突起部を半導体基板の上に
設け、半導体基板の突起部を含む領域にショットキー電
極を設け、突起部の上面において前記ショットキー電極
内にオーミック領域を形成し、前記ショットキー電極と
電気的に分離した第３の電極を半導体基板の表面に設け
たことを特徴としている。
リア半導体装置は、一部に低不純物濃度層を含む高不純
物濃度の半導体材料からなる突起部を半導体基板の上に
設け、半導体基板の突起部を含む領域にショットキー電
極を設け、突起部の上面において前記ショットキー電極
内にオーミック領域を形成し、前記ショットキー電極と
電気的に分離した第３の電極を半導体基板の表面に設け
たことを特徴としている。
【００１０】
【作用】本発明のショットキーバリア半導体装置にあっ
ては、逆方向に電圧を印加した場合には、突起部内の低
不純物濃度層で部分的に空乏層の広がりが大きくなるた
め、その部分で逆方向電流を遮断できる。
ては、逆方向に電圧を印加した場合には、突起部内の低
不純物濃度層で部分的に空乏層の広がりが大きくなるた
め、その部分で逆方向電流を遮断できる。
【００１１】また、低不純物濃度層は一部分であるの
で、順方向に電圧を印加した場合には、突起部内を順方
向電流が流れ易くなり、大きな順方向電流を得ることが
できる。しかも、順方向電流はオーミック領域と第３の
電極との間に流れるので、電力ロスも小さくすることが
できる。
で、順方向に電圧を印加した場合には、突起部内を順方
向電流が流れ易くなり、大きな順方向電流を得ることが
できる。しかも、順方向電流はオーミック領域と第３の
電極との間に流れるので、電力ロスも小さくすることが
できる。
【００１２】したがって、逆方向電流が流れにくく、順
方向電流電圧特性の良好なショットキーバリアダイオー
ドを得ることができる。
方向電流電圧特性の良好なショットキーバリアダイオー
ドを得ることができる。
【００１３】
【実施例】図１（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例による
ショットキーバリアダイオード１の順方向電圧印加時及
び逆方向電圧印加時の状態を示す断面図である。
ショットキーバリアダイオード１の順方向電圧印加時及
び逆方向電圧印加時の状態を示す断面図である。
【００１４】ＧａＡｓ基板のような半導体基板２の上面
には、高不純物濃度の半導体材料からなる突起部３が設
けられている。突起部３を設ける方法としては、ＣＶＤ
法によって半導体基板２の上に突起部３を堆積させる方
法でもよく、半導体基板２をエッチングして突起部３を
形成する方法でもよい。さらに、この高不純物濃度の突
起部３内の一部分には、低不純物濃度層４が設けられて
いる。例えば、突起部３の寸法を幅１μｍ、高さ３μｍ
とすると、突起部３の上面から２〜３μｍの領域に不純
物濃度５×１０13の低不純物濃度層４を形成し、それ以
外の領域における突起部３の不純物濃度を５×１０15と
することにより所望の特性を得ることができる。
には、高不純物濃度の半導体材料からなる突起部３が設
けられている。突起部３を設ける方法としては、ＣＶＤ
法によって半導体基板２の上に突起部３を堆積させる方
法でもよく、半導体基板２をエッチングして突起部３を
形成する方法でもよい。さらに、この高不純物濃度の突
起部３内の一部分には、低不純物濃度層４が設けられて
いる。例えば、突起部３の寸法を幅１μｍ、高さ３μｍ
とすると、突起部３の上面から２〜３μｍの領域に不純
物濃度５×１０13の低不純物濃度層４を形成し、それ以
外の領域における突起部３の不純物濃度を５×１０15と
することにより所望の特性を得ることができる。
【００１５】また、突起部３の上面には突起部３とオー
ミック接触するオーミック金属５を設けてあり、オーミ
ック金属５の上から突起部３及びその周辺の領域にショ
ットキー接触するショットキー電極６を設けてあり、半
導体基板２の下面にはオーミック接触する対向電極７を
設けてある。
ミック接触するオーミック金属５を設けてあり、オーミ
ック金属５の上から突起部３及びその周辺の領域にショ
ットキー接触するショットキー電極６を設けてあり、半
導体基板２の下面にはオーミック接触する対向電極７を
設けてある。
【００１６】しかして、順方向に電圧を印加している場
合には、図１（ａ）に示すように、ショットキー電極６
から広がっている空乏層８が収縮しているので、空乏層
８に遮断されることなくオーミック金属５と対向電極７
との間で順方向電流が流れ、電力ロスの小さな良好な順
方向特性が得られる。しかも、低不純物濃度層４は、オ
ーミック金属５から対向電極７までの距離のほんの一部
であるので、大きな順方向電流を流すことができる。
合には、図１（ａ）に示すように、ショットキー電極６
から広がっている空乏層８が収縮しているので、空乏層
８に遮断されることなくオーミック金属５と対向電極７
との間で順方向電流が流れ、電力ロスの小さな良好な順
方向特性が得られる。しかも、低不純物濃度層４は、オ
ーミック金属５から対向電極７までの距離のほんの一部
であるので、大きな順方向電流を流すことができる。
【００１７】一方、逆方向に電圧を印加した場合には、
図１（ｂ）に示すように、突起部３内の低不純物濃度層
４で空乏層８の広がりが大きくなり、オーミック金属５
と対向電極７の間の逆方向電流を遮断する。
図１（ｂ）に示すように、突起部３内の低不純物濃度層
４で空乏層８の広がりが大きくなり、オーミック金属５
と対向電極７の間の逆方向電流を遮断する。
【００１８】また、図示しないが、本発明の別な実施例
として、突起部３内において不純物濃度をゆるやかに変
化させるようにしてもよい。例えば、突起部３上面のオ
ーミック金属５と接触している領域の不純物濃度を５×
１０18くらいにし、下方にゆくに従って不純物濃度が５
×１０13まで、例えばガウス分布状に減少するようにし
てもよい。したがって、この分布では、不純物密度が５
×１０13くらいの領域が低不純物濃度層４となり、突起
部３の下部で空乏層８の広がりが大きくなる。
として、突起部３内において不純物濃度をゆるやかに変
化させるようにしてもよい。例えば、突起部３上面のオ
ーミック金属５と接触している領域の不純物濃度を５×
１０18くらいにし、下方にゆくに従って不純物濃度が５
×１０13まで、例えばガウス分布状に減少するようにし
てもよい。したがって、この分布では、不純物密度が５
×１０13くらいの領域が低不純物濃度層４となり、突起
部３の下部で空乏層８の広がりが大きくなる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、突起部内の低不純物濃
度層で空乏層の広がりが大きくなるので、この部分で逆
方向電流を効果的に遮断できる。また、低不純物濃度層
は一部であるので、順方向電圧印加時には、オーミック
領域と第３の電極との間に順方向電流が流れ易く、電力
ロスが小さく大きな値の順方向電流を得ることができ
る。したがって、逆方向特性と順方向特性が共に良好な
ショットキーバリアダイオードを得ることができる。
度層で空乏層の広がりが大きくなるので、この部分で逆
方向電流を効果的に遮断できる。また、低不純物濃度層
は一部であるので、順方向電圧印加時には、オーミック
領域と第３の電極との間に順方向電流が流れ易く、電力
ロスが小さく大きな値の順方向電流を得ることができ
る。したがって、逆方向特性と順方向特性が共に良好な
ショットキーバリアダイオードを得ることができる。
【図１】本発明の一実施例によるショットキーバリアダ
イオードの断面図であって、（ａ）は順方向に電圧を印
加した時の状態を示し、（ｂ）は逆方向に電圧を印加し
た時の状態を示す。
イオードの断面図であって、（ａ）は順方向に電圧を印
加した時の状態を示し、（ｂ）は逆方向に電圧を印加し
た時の状態を示す。
【図２】従来例のショットキーバリアダイオードを示す
断面図である。
断面図である。
【図３】未公知の先行技術に係るショットキーバリアダ
イオードを示す断面図である。
イオードを示す断面図である。
【図４】未公知の別な先行技術に係るショットキーバリ
アダイオード示す断面図である。
アダイオード示す断面図である。
２ 半導体基板 ３ 突起部 ４ 低不純物濃度層 ５ オーミック金属 ６ ショットキー電極 ７ 対向電極
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 一部に低不純物濃度層を含む高不純物濃
度の半導体材料からなる突起部を半導体基板の上に設
け、半導体基板の突起部を含む領域にショットキー電極
を設け、突起部の上面において前記ショットキー電極内
にオーミック領域を形成し、前記ショットキー電極と電
気的に分離した第３の電極を半導体基板の表面に設けた
ことを特徴とするショットキーバリア半導体装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18542791A JPH0513753A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | シヨツトキーバリア半導体装置 |
| CA002064146A CA2064146C (en) | 1991-03-28 | 1992-03-26 | Schottky barrier diode and a method of manufacturing thereof |
| DE69232359T DE69232359T2 (de) | 1991-03-28 | 1992-03-27 | Herstellungsverfahren für eine Schottky-Diode |
| EP92302703A EP0506450B1 (en) | 1991-03-28 | 1992-03-27 | A method of manufacturing a Schottky barrier diode |
| US07/860,440 US5306943A (en) | 1991-03-28 | 1992-03-30 | Schottky barrier diode with ohmic portion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18542791A JPH0513753A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | シヨツトキーバリア半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513753A true JPH0513753A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=16170599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18542791A Pending JPH0513753A (ja) | 1991-03-28 | 1991-06-28 | シヨツトキーバリア半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0513753A (ja) |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP18542791A patent/JPH0513753A/ja active Pending
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